В ходе второй фазы эксперимента (2019–2024 гг.) учёные сосредоточились на аксионах с массой от 16,96 до 19,46 микроэлектронвольт — это в миллиарды раз легче электрона. Главным итогом стало установление новых границ для силы взаимодействия аксионов с фотонами — параметра, обозначаемого как  gγgγ. Если в модели KSVZ (одной из ключевых теорий) эта сила условно принята за единицу, то эксперимент HAYSTAC показал: реальное значение gγgγ, если аксионы существуют, должно быть меньше 2,86 от предсказанного KSVZ. Проще говоря, гипотетические частицы взаимодействуют со светом ещё слабее, чем предполагали теоретики — это сужает зону поиска.

Важным достижением стало внедрение схемы CEASEFIRE, использующей запутанные резонаторы для ускорения поиска. Кроме того, в эксперименте впервые использовали усовершенствованные холодильные установки, работающие при экстремально низких температурах (около -273°C). Эти системы охлаждают оборудование до 60 милликельвинов — близко к абсолютному нулю — но при этом требуют меньше энергии и ресурсов по сравнению с традиционными аналогами. Это сократило расходы на поддержание условий, необходимых для точных измерений. Однако возникли непредвиденные сложности: вибрации тюнингового стержня ухудшали сжатие, а радиочастотные помехи и аномальные «провалы» мощности потребовали дополнительной фильтрации данных.

Учёные подчеркнули, что отсутствие сигнала не опровергает теорию аксионов, а сужает зону поиска. В планах коллаборации — создание эксперимента ALPHA для обнаружения более массивных аксионов, а также внедрение однофотонных детекторов на атомах Ридберга. Эти разработки, вместе с резонаторами на сверхпроводящих метаматериалах, могут в перспективе перевести поиск тёмной материи на новый уровень.